Projekt TOXIKON je internetovým přehledem toxikologie.

Informace zde uvedené pocházejí od českých i zahraničních kapacit na různé oblasti toxikologie.

Doufáme, že i Vy zde naleznete informace které hledáte.

 

Clostridium botulinum

C. botulinum jsou telurické (tj. půdní), saprofytické bacily. V lidském střevě se jako komenzál nevyskytují. Pokud se tam zjistí, znamená to nedávnou kontaminaci z potravy. Vyvolávají otravu nervového systému zvanou botulismus neboli otrava klobásovým jedem.

Názvem C. botulinum se označují 4 biologicky odlišné skupiny klostridií, které produkují neurotoxin stejných fyziologických vlastností, ale různých antigenních typů A-G. Název antigenního typu toxinu byl přenesen i na produkující klostridium.

  1. skupina obsahuje proteolytické kmeny, které tvoří botulotoxin typů A, B a F. K nim do skupiny bývá přiřazeno velmi rozšířené, netoxické C. sporogenes, spolehlivě odlišitelné od botulinských klostridií skupiny elektroforetickým vzorcem cytoplasmových bílkovin a neschopností produkovat toxin.
  2. skupinu představují sacharolytické kmeny, které produkují botulotoxin typů E, B a F. 
  3. skupinu tvoří kmeny produkující botulotoxin typů C a D a C. novyi, které však tvoří letální a nekrotizující toxin.
  4. skupina obsahuje proteolytické klostridium, které produkuje botulotoxin typu G. S ním ve skupině se uvádí netoxické C. subterminale.

Netoxické klostridie přiřazené do uvedených skupin jsou fenotypicky i geneticky blízké botulinovým klostridiím skupiny. Dokonce v C. novyi A mohla být experimentálně navozena produkce botulotoxinu C1 přenosem fágu z kmene C. botulinum typu C, který tento toxin kóduje.

Zajímavým zjištěním studií poslední doby je tvorba botulotoxinu typu F jedním kmenem netoxického druhu C. butyricum a jedním kmenem druhu C. barati, blízkým příbuzným druhu C. perfringens. Dále bylo zjištěno, že některé kmeny C. botulinum produkují 2 typy botulotoxinu např. typy A+F, A+B, B+E.

morfologie

Tyčinky C. botulinum mají typický klostridiový charakter, jsou G+. rovné, pohyblivé, šířky něco přes 1 mikrometr a délky kolem 10 i více mikrometrů. Tenčí, mírně zahnuté tyčinky má typ A, robustními tyčinkami šíře až 1,6 µm se vyznačují typy E a G. Spory jsou oválné, subterminální a tyčinku vydouvají. Jsou středně termorezistentní, ale některé mohou přežít i několikahodinový var. Pouze rezistence spor typu E k teplu, k záření i vysokému pH prostředí je výrazně nižší.

Podle glykoproteinového antigenu stěny tyčinek se pomocí IF reakce dají botulinové klostridie rozdělit do skupin. Proteolytické typy tvoří společnou skupinu, v jejímž rámci jednotlivé typy touto reakcí nelze rozlišit. Totéž platí o sacharolytických typech. Z nich se však vyděluje typ E jako samostatný.

fyziologické vlastnosti

Na krevním agaru pro anaeroby C. botulinum tvoří kruhové, bělavé, necharakteristické kolonie obklopené u všech typů zónou úplné hemolýzy. Sacharolytické typy štěpí omezený počet sacharidů, přitom pH půdy klesá jen mírně. Všechny typy až na typ G produkují lipázu. Proteolytické typy, k nimž patří také typ G, hydrolyzují želatinu a natravují masové částečky vložené do tekuté půdy.

BOTULOTOXIN

Nejdůležitějším produktem C. botulinum je jeho neurotoxin uvedených 7 antigenních typů. Do prostředí je uvolňován z buněk při jejich rozpadu. Nachází se také ve sporách. Pro člověka jsou patogenní toxiny typů A, B, E, F a G. Přehled botulotoxinů je uveden v tabulce.

Toxin Hlavní oblasti výskytu Hlavní zdroje Vnímavé druhy
A západ USA, Aljaška, bývalá SSSR polokonzervy (maso, ryby, zelenina) člověk, kuřata, norci
B USA, Aljaška, Evropa polokonzervy, domácí konzervy (vepřové maso, uzeniny, zelenina), rány člověk, koně, hovězí dobytek, kuřata, vodní ptáci
C1 Kanada, západ USA, Jižní Amerika, Skandinávie, tlející rostliny, alkal. rybníky vodní ptáci, kuřata, lišky, psi
C2 Austrálie, Jižní Afrika alkal. píce, mršiny hovězí dobytek, kuřata
D Jižní Afrika mršiny hovězí dobytek, kuřata
E bývalá SSSR, sever Kanady, Aljaška syrové nebo zkažené mořské produkty člověk, mořská fauna, vodní ptáci, lišky
F Dánsko domácí játrová paštika člověk
G Argentina půda člověk, primáti, kuřata, morčata

Nejprostudovanější je botulotoxin A, který má největší specifickou toxicitu, způsobenou zvýšenou afinitou k nervové tkáni ( 1 mikrogram krystalické formy představuje 200000 smrtelných dávek pro myš). Je vylučován společně s hemaglutininem. podle kterého může být in vitro testován. Je produkován jako polypeptid, který se proteázami štěpí na 2 řetězce a teprve pak nabývá toxicity. Vazebným místem je konečná karboxylová skupina na těžkém řetězci polypeptidu. Lehký řetězec vytváří v membráně póry, které umožňují průnik toxinu. U proteolytických kmenů se toto štěpení odehrává již v bakteriální buňce vlastními proteázami, u sacharolytických k němu dochází až účinkem trypsinu v tenkém střevě. Při experimentálním průkazu toxinů E a C2 v potravinách nebo v kultivační půdě musí být toto štěpení provedeno 1 % trypsinem v eluátu potraviny nebo v supernatantu půdy před naočkováním myší.

Botulotoxiny jsou ničeny teplem, světlem, zářením a vysoce alkalickým prostředím. Nicméně přesto, že jsou polypeptidy, je jejich rezistence k rtg záření i teplu relativně vysoká. Např. je ničí až 10 minutový var. V kyselém prostředí (pod pH asi 5,5) produkce toxinu se zastavuje. Zato se tvoří byť omezeně při teplotách v běžných chladničkách tj. až do + 4°C. Botulotoxin lze formolem změnit v toxoid.

formy botulismu a jejich patogeneze

K intoxikaci jsou vnímaví savci (s výjimkou některých šelem) a ptáci (viz výše uvedená tabulka).

Nejčastější formou botulismu je alimentární intoxikace botulotoxinem již vytvořeným v potravině, nejčastěji v domácích masových, rybích i zeleninových konzervách a v komerčně vyráběných tzv. polokonzervách včetně různých omáček. Inkubační doba bývá 1-3 dny. V České republice se vyskytují 3-4 prokázané případy ročně.
Toxin se aktivuje v trávícím traktu proteolytickými enzymy a poté se vstřebává do lymfy a krve, odtud se šíří do centrálního nervového systému a k zakončení motorických nervů. Dochází k přerušení vedení vzruchu v cholinergních nervových vláknech v synapsích. Vzruch nemůže být převeden protože v napadené presynaptické membráně je snížena vnímavost na ionty Ca2+ a acetylcholinový mediátor nemůže být přes ni přenesen. Důsledkem jsou chabé obrny nejdříve svalů inervovaných mozkovými nervy. Dochází k dvojitému vidění, k poklesu víček, ovlivnění polykání, slinění, sekrece ve střevě a k postupným obrnám kosterních svalů. Proces končí poruchami dýchání a zástavou srdce z bulbární paralýzy.

Botulismus jako toxiinfekce má 2 formy: otravu vycházející z rány infikované sporami C. botulinum a botulismus kojenců.

Patogeneze kojeneckého botulismu, který se může projevit i jako náhlá smrt, se v současné době hodně studuje. Vyznačuje se tím, že se v krvi kojence pokusem na myši botulotoxin nedaří prokázat, a že v tlustém střevě dochází k výraznému namnožení C. botulinum a k produkci toxinu. Typickým příznakem je zde hypotonie a úporná zácpa. Cenným vyšetřením je u kojeneckého botulismu elektromyografie. Jako zdroj infekce kojence se někdy uvádí včelí med. Asi 10 % vzorků medu obsahuje spóry C. botulinum. Po 9. měsíci věku se tento typ botulismu nevyskytuje.

léčba

Specifická léčba klasického botulismu spočívá v opakovaném nitrosvalovém podávání trivalentního koňského IgG (proti typům A, B a E) ve velkých dávkách (50 000 j.) 2-3x denně do vymizení příznaků. S podáváním je třeba začít co nejdříve. Když je určen typ botulotoxinu je výhodné přejít na monovalentní Ig globulin. Osobám podezřelým z botulismu nebo z intoxikace (např. které požily tutéž potravinu jako intoxikovaný) se podává 10 000 j. téhož trivalentního globulinu po 7 dní. Nevázaný toxin se snažíme odstranit výplachem žaludku, případně i střev. Přítomnost C. botulinum ve střevě se snažíme odstranit antibiotikem např. chloramfenikolem.

Včasná diagnóza, včasné podávání antitoxického IgG, dobrá nemocniční péče o nemocného (nejlépe na jednotce intenzivní péče) zaměřená také na bezvadnou ošetřovatelskou techniku (zábrana aspirační pneumonie při poruše polykání) zlepšují prognózu onemocnění, která je špatná zejména při intoxikaci typem A. Nejlepší prognózu má intoxikace typem B.

prevence

U lidí se preventivně očkují pouze laboratorní pracovníci profesionálně vystavení možnosti intoxikace, a to trivalentním toxoidem. Běžně se toxoidem typu C očkují kožešinová zvířata (např. norci).